Optimierung der Einschaltreihenfolge von
Kältemaschinen und Kühltürmen
In der Industrie bestehen die Kühlwassersysteme häufig aus mehreren Kältezentralen mit unterschiedlichen Kältemaschinen. Der energieeffiziente Betrieb solcher Kälteversorgungssysteme ist sehr komplex. Simulationswerkzeuge können an diesem Punkt eine wichtige Hilfestellung leisten. Als Fallbeispiel dient ein historisch gewachsenes Kältesystem mit 13 Kältemaschinen und einer Gesamtkälteleistung von 27 MW. Es war grenzwertgeregelt und deswegen ineffizient betrieben. Ziel der Simulation und Optimierung war eine Reduzierung des Energiebedarfs und die damit einhergehende Senkung von Stromkosten und CO2-Emissionen.
Ergebnisse auf einen Blick
Einsparung im Stromverbrauch
Es konnten 14,5% der jährlich benötigten Stromkosten eingespart werden
Senkung der Betriebsstunden aller Maschinen
Die Betriebsstunden aller Maschinen ließen sich um 7% pro Jahr reduzieren
Reduzierung der CO2-Emissionen
Die jährlichen CO2- Emissionen konnten um 1033t gesenkt werden
Vorgehen: In vier Schritten zum Effizienzoptimum
Die Methodik vom Simulationsmodell zur energieeffizientesten Schaltreihenfolge der Kälteanlagen. TOP-Energy® berücksichtigt dabei nicht nur den Leistungsbedarf einzelner Anlagen, sondern auch deren Teillastverhalten und Wirkungsgrad sowie die Witterung und das Wärmerückgewinnungspotential.
1. Versorgungsstruktur modellieren
Durch eine geeignete Linearisierung der Teillastkennlinien aus Messdaten konnte die komplexe Kälteversorgungsstruktur eines Automobilzulieferers in einem Simulationsmodell abbgebildet werden.
2. Einschaltreihenfolge ermitteln
In Abhängigkeit von Kältebedarf, Teillastverhalten der Anlagen und Rückkühlbedingungen berechnet TOP-Energy® die optimale Folgeschaltung für die Kältemaschinen und Kühltürme.
3. Saisonale Betriebsweisen berücksichtigen
Reduzierung auf praktikable Betriebsmodi für den Sommer- und Winter-Fall zur leichteren Umsetzung in technische Regelungsprogramme.
4. Langfristig Kosten & Emissionen einsparen
Im Anwendungsbeispiel konnten Einsparungen von 14,5 % beim Stromeinsatz erzielt und 1033 Tonnen CO2 eingespart werden. Ursache sind eine höhere Auslastung der Anlagen bei gleichzeitig geringerer Betriebsstundenzahl.
Projekt- und Ansprechpartner
perpendo Energie- und Verfahrenstechnik GmbH
Michael Zens
Telefon: +49 241 412 500 01
Mail: m.zens@perpendo.de
Brenner, A; C. Kausch; S. Kirschbaum; H. Lepple; M. Zens: Effizienzsteigerung in einem komplexen Kühlwassersystem – Einsatz von Simulationswerkzeugen. KKA Kälte Klima Aktuell, Sonderausgabe Großkältetechnik, 2014.
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